JPH02133540A - 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金フィン材Info
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- JPH02133540A JPH02133540A JP28373988A JP28373988A JPH02133540A JP H02133540 A JPH02133540 A JP H02133540A JP 28373988 A JP28373988 A JP 28373988A JP 28373988 A JP28373988 A JP 28373988A JP H02133540 A JPH02133540 A JP H02133540A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱交換器、例えば自動車用ラジェーターやエバ
ポレーターのアルミニウム合金フィン材に関するもので
、フィン加工性が良く、組付けろうイ・１け加熱時の変
ＩＩニが少なく、かつろう付は後の熱伝導率を向上する
ものである。
ポレーターのアルミニウム合金フィン材に関するもので
、フィン加工性が良く、組付けろうイ・１け加熱時の変
ＩＩニが少なく、かつろう付は後の熱伝導率を向上する
ものである。
熱交換器、例えば自動車用ラジェーターは第２図に示す
ように、表面にろう（（をクラッドした偏平チューブ（
３）とベアーのコルゲートフィン（１）を積層し、チュ
ーブ（３）の両端（図は上部のみを示す）にヘッダー（
・１）を取付け、これをろう付は接合した後、ヘッダー
（４）にバッキング（５）を介してタンク（６）を結合
したものである。また自動車用エバポレーターは第３図
に示すように冷媒通路（７１，（７’）を形成するプレ
ージングシートからなるチューブ構成シート（８）（８
′）とベアのコルゲートフィン（１）とを交互に積層し
、これをろう付は接合したものである。
ように、表面にろう（（をクラッドした偏平チューブ（
３）とベアーのコルゲートフィン（１）を積層し、チュ
ーブ（３）の両端（図は上部のみを示す）にヘッダー（
・１）を取付け、これをろう付は接合した後、ヘッダー
（４）にバッキング（５）を介してタンク（６）を結合
したものである。また自動車用エバポレーターは第３図
に示すように冷媒通路（７１，（７’）を形成するプレ
ージングシートからなるチューブ構成シート（８）（８
′）とベアのコルゲートフィン（１）とを交互に積層し
、これをろう付は接合したものである。
これ等熱交換器のフィン材には板厚０．Ｉｍｍ前後のＡ
ｌ−Ｍｎ系合金である月３３００３合金が用いられ、冷
媒の通路を形成するチューブ材を外側からの外気腐食に
よる貫通孔食発生を防止する目的で犠牲作用を付与する
ため、Ｚｎ、Ｓｎ。
ｌ−Ｍｎ系合金である月３３００３合金が用いられ、冷
媒の通路を形成するチューブ材を外側からの外気腐食に
よる貫通孔食発生を防止する目的で犠牲作用を付与する
ため、Ｚｎ、Ｓｎ。
Ｉｎ等Ａｌの電位を卑にする元素を添加したものも用い
られている。
られている。
このようなフィン材はコルゲート加工、チューブ材の組
付は等常温での加工に対し、適度な強度を有することが
必要である。またフィン材はろう付は加熱時に６００℃
の高温化にさらされるため、チューブや治具等の拘束に
より、最も薄いフィン材に変形が生じ、コア変形、ろう
付は不具合等が発生する場合もあり、高温における強度
、耐サグ性が必要である。しかして月３３００３合金か
らなるフィン材の強度はＨＩ４材で１４〜１８ｋｇ／Ｉ
ｎＡ程度である。
付は等常温での加工に対し、適度な強度を有することが
必要である。またフィン材はろう付は加熱時に６００℃
の高温化にさらされるため、チューブや治具等の拘束に
より、最も薄いフィン材に変形が生じ、コア変形、ろう
付は不具合等が発生する場合もあり、高温における強度
、耐サグ性が必要である。しかして月３３００３合金か
らなるフィン材の強度はＨＩ４材で１４〜１８ｋｇ／Ｉ
ｎＡ程度である。
近年熱交換器はコンパクト化と共に高性能化のニーズが
強くなり、フィン材の薄肉化と共に熱伝導性の向上が強
く望まれている。Ｉｔ３３００３合金は強度的に薄肉化
の対応が可能であるが、薄肉化に際して熱放散のための
フィン材断面積の減少に伴い、フィン材の熱伝導性の向
上が必要となるにもかかわらず、添加されたＭｎ（約１
１ ｗ１％）の固溶により、熱伝導性は導電率で４０％
ｌＡｃ５と、６１２合金材の中でも下位に位置するとこ
ろから、高性能化には支障をきたし、使用には問題があ
った。
強くなり、フィン材の薄肉化と共に熱伝導性の向上が強
く望まれている。Ｉｔ３３００３合金は強度的に薄肉化
の対応が可能であるが、薄肉化に際して熱放散のための
フィン材断面積の減少に伴い、フィン材の熱伝導性の向
上が必要となるにもかかわらず、添加されたＭｎ（約１
１ ｗ１％）の固溶により、熱伝導性は導電率で４０％
ｌＡｃ５と、６１２合金材の中でも下位に位置するとこ
ろから、高性能化には支障をきたし、使用には問題があ
った。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、強度と熱伝導性の
バランスがとれ、特にろう付は加熱が加わるラジェータ
ーやエバポレーター用のフィン材として、ろう付けによ
る高温変形やサグに強い熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材を開発したものである。
バランスがとれ、特にろう付は加熱が加わるラジェータ
ーやエバポレーター用のフィン材として、ろう付けによ
る高温変形やサグに強い熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材を開発したものである。
即ち本発明フィン材の一つは、Ｓｉ０．３〜１、Ｑｖ１
％以下ｗｔ％を％と略記）、Ｆｅ［１，３〜３．０％を
含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴と
するものである。
％以下ｗｔ％を％と略記）、Ｆｅ［１，３〜３．０％を
含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴と
するものである。
また本発明フィン材の他の一つは、Ｓｉ０．３〜１．０
％、 Ｆ ｅＯ，３〜３．０％、 Ｚ ｒ Ｏ，０
１〜０．３％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からな
ることを特徴とするものである。
％、 Ｆ ｅＯ，３〜３．０％、 Ｚ ｒ Ｏ，０
１〜０．３％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からな
ることを特徴とするものである。
また本発明フィン材の他の一つは、Ｓｉ９．３〜１．０
％、Ｆ ｅＯＪ 〜３．０％を含み、更にＺｎ０．２〜
２．０％、 Ｓｎ０．０１〜０．１％、Ｉｎ０．０１
〜０．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、
残部Ａｆｆと不可避的不純物からなることを特徴とする
ものである。
％、Ｆ ｅＯＪ 〜３．０％を含み、更にＺｎ０．２〜
２．０％、 Ｓｎ０．０１〜０．１％、Ｉｎ０．０１
〜０．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、
残部Ａｆｆと不可避的不純物からなることを特徴とする
ものである。
また本発明フィン材の更に他の一つは、Ｓｉ０．３〜１
．０％、 Ｆ ｅＯ，３〜３．０％、ＺｒＯ，０１〜
０．３％を含み、更１．：ｚ ｎＯ，２〜２．０ ％、
Ｓ ｎ０．０１〜０．１％、 Ｉｎ０．０１−０
．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部
Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするもので
ある。
．０％、 Ｆ ｅＯ，３〜３．０％、ＺｒＯ，０１〜
０．３％を含み、更１．：ｚ ｎＯ，２〜２．０ ％、
Ｓ ｎ０．０１〜０．１％、 Ｉｎ０．０１−０
．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部
Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするもので
ある。
本発明フィン材において合金組成を上記の如く限定した
のは次の理由によるものである。
のは次の理由によるものである。
Ｓｉ及びＦｅはフィン材の強度向上に効果がある。しか
してＳｉ含有量を０．３〜１．０％と限定したのは、０
．３％未満では効果がなく、ＩＸを越えると融点が低下
し、ろう付は時のサグが顕著となり、かつ熱伝導性を低
下するためである。
してＳｉ含有量を０．３〜１．０％と限定したのは、０
．３％未満では効果がなく、ＩＸを越えると融点が低下
し、ろう付は時のサグが顕著となり、かつ熱伝導性を低
下するためである。
またＦｅ含有量を０．３〜３．０％と限定したのは、０
．３％未満では効果がなく、３．０％を越えると効果が
飽和するばかりか、塑性加工性を低下するためである。
．３％未満では効果がなく、３．０％を越えると効果が
飽和するばかりか、塑性加工性を低下するためである。
Ｚｒはフィン材の強度及び耐サグ性を向上し、グレンサ
イズを粗大として高温変形を防止する効果がある。しか
してＺｒ含有量を０．０１〜０．３％と限定したのは、
０．０１％未満では効果がなく、０．３％を越えると効
果が飽和するばかりか、塑性加工性及び導電率を低下す
るためである。
イズを粗大として高温変形を防止する効果がある。しか
してＺｒ含有量を０．０１〜０．３％と限定したのは、
０．０１％未満では効果がなく、０．３％を越えると効
果が飽和するばかりか、塑性加工性及び導電率を低下す
るためである。
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎは何れもフィン材を卑として犠牲陽極
作用を増す効果がある。］７かしてＺｎＯ１２〜２．［
１％、 ＳｎＯ，０１〜０．１％、Ｉｎ００１〜０１
％の範囲内で何れか？、 ？！（又は２種以上を添加し
たのは、それぞれ下限未満では効果がなく、上限を越え
ると効果が飽和し、かつ導電率を低下する。
作用を増す効果がある。］７かしてＺｎＯ１２〜２．［
１％、 ＳｎＯ，０１〜０．１％、Ｉｎ００１〜０１
％の範囲内で何れか？、 ？！（又は２種以上を添加し
たのは、それぞれ下限未満では効果がなく、上限を越え
ると効果が飽和し、かつ導電率を低下する。
尚上記成分以外に必要に応じてＭｎ、Ｃｕ。
Ｃｒ、Ｍｇ等を添加すれば、更にフィンの強度を向上す
ることができる。その場合添加量は０．３％以下とする
。
ることができる。その場合添加量は０．３％以下とする
。
上記組成の本発明フィン材は次の様にして造られる。上
記成分の合金を鋳造後、４５０〜６００℃で均質化処理
し、これに熱間圧延と冷間圧延を加え途中１回以上の中
間焼鈍を入れ、最後の中間焼鈍から最終板厚まで１５〜
６０％の冷間圧延率で圧延すればよい。
記成分の合金を鋳造後、４５０〜６００℃で均質化処理
し、これに熱間圧延と冷間圧延を加え途中１回以上の中
間焼鈍を入れ、最後の中間焼鈍から最終板厚まで１５〜
６０％の冷間圧延率で圧延すればよい。
均質化処理温度は低温はどフィン材のグレンサイズが粗
大となり、耐サグ性を向上する。また最終冷間圧延率を
１５〜６０％とすることで、フィン材に適度の硬度をも
たせ、コルゲート成形。
大となり、耐サグ性を向上する。また最終冷間圧延率を
１５〜６０％とすることで、フィン材に適度の硬度をも
たせ、コルゲート成形。
コア組み時のフィンの潰れ変形を防止することが可能と
なり、ろう付は時の耐サグ性も向上することができる。
なり、ろう付は時の耐サグ性も向上することができる。
以Ｆ本発明の実施例について説明する。
第１表に示す組成のフィン材を常法により金型に鋳造し
、面削してから５２０℃で３時間均質化処理を行ない、
その後熱間圧延により厚さ５ｍｍとし、続いて冷間圧延
によりＶさ０．１５ｍｍと１゜た。これを３８０℃で２
時間中間焼鈍した後、冷間圧延により厚さ０． ｌ ｍ
ｍに仕上げた。
、面削してから５２０℃で３時間均質化処理を行ない、
その後熱間圧延により厚さ５ｍｍとし、続いて冷間圧延
によりＶさ０．１５ｍｍと１゜た。これを３８０℃で２
時間中間焼鈍した後、冷間圧延により厚さ０． ｌ ｍ
ｍに仕上げた。
このフィン材についてろう付けを模して６００℃で１０
分間人気中で加熱した後、引張強さと導電率を測定した
。また第１図に示すようにフィン材（１）の一端を治具
（２）により固定し、該治具（２）よりフィン材（１）
を５０ｍｍの長さに突出させ、これをろう付けを模して
６００°Ｃで１０分間人気中で加熱し、その際のサグｆ
ｆｉ （”りを測定し、３個の平均値を求めた。
分間人気中で加熱した後、引張強さと導電率を測定した
。また第１図に示すようにフィン材（１）の一端を治具
（２）により固定し、該治具（２）よりフィン材（１）
を５０ｍｍの長さに突出させ、これをろう付けを模して
６００°Ｃで１０分間人気中で加熱し、その際のサグｆ
ｆｉ （”りを測定し、３個の平均値を求めた。
また上記フィン材をコルゲート加工し、月５３００３合
金を芯材として外面側に月３４３４３合金ろう材をクラ
ッドした板厚０．４ｍの電縫チューブと組み合せ、フッ
化物系フラックスを用いてＮ、ガス中６０（１℃で１０
分間ろう付けを行ない、ラジェーターのフィンとチュー
ブを接合したミニコアを作製し、これを７２０時間のＣ
ＡＳＳ試験（ｊｌｓ Ｈ８６８１）を行ない、チューブ
に発生するピットの深さを焦点深度法により測定した。
金を芯材として外面側に月３４３４３合金ろう材をクラ
ッドした板厚０．４ｍの電縫チューブと組み合せ、フッ
化物系フラックスを用いてＮ、ガス中６０（１℃で１０
分間ろう付けを行ない、ラジェーターのフィンとチュー
ブを接合したミニコアを作製し、これを７２０時間のＣ
ＡＳＳ試験（ｊｌｓ Ｈ８６８１）を行ない、チューブ
に発生するピットの深さを焦点深度法により測定した。
これ等の結果を第２表に示す。
第 １ 表
第
表
第１表及び第２表から明らかなように、本発明フィン材
胤１〜１２は何れもろう付は後の強度８ ｋｇ ／ ７
以上、導電率５０％ｌＡＣ３以上の特性を示し、ろう付
は加熱時のサグ量も２０ｍ＋ｎ以下と優れ、ＪＩＳ ３
００３合金からなる従来フィン材Ｎα１９と比較し、ろ
う付は後の導電率がはるかに高く、かつ同等の犠牲作用
を示し、強度面で若干劣るものの、フィンの形状、ピッ
チ、コルゲート高さ等の調整により、十分使用可能であ
る。
胤１〜１２は何れもろう付は後の強度８ ｋｇ ／ ７
以上、導電率５０％ｌＡＣ３以上の特性を示し、ろう付
は加熱時のサグ量も２０ｍ＋ｎ以下と優れ、ＪＩＳ ３
００３合金からなる従来フィン材Ｎα１９と比較し、ろ
う付は後の導電率がはるかに高く、かつ同等の犠牲作用
を示し、強度面で若干劣るものの、フィンの形状、ピッ
チ、コルゲート高さ等の調整により、十分使用可能であ
る。
これに対しＳｉ又はＦｅ含有量の少ない比較フィン材Ｎ
α１３〜１５はろう付は後の強度が劣り、またＺｎ、Ｓ
ｎ、Ｉｎ等の含有量が多い比較フィン材Ｎα１６〜１８
ではチューブの防食効果が飽和し、逆にフィン材として
腐食が顕著となる。
α１３〜１５はろう付は後の強度が劣り、またＺｎ、Ｓ
ｎ、Ｉｎ等の含有量が多い比較フィン材Ｎα１６〜１８
ではチューブの防食効果が飽和し、逆にフィン材として
腐食が顕著となる。
以上ベアーのフィン材について説明したが、本発明フィ
ン材はサーペンタイン型のコンデンサーやエバポレータ
ーのろう材をクラッドしたフィンの芯材としても同様に
使用することができる。
ン材はサーペンタイン型のコンデンサーやエバポレータ
ーのろう材をクラッドしたフィンの芯材としても同様に
使用することができる。
このように本発明フィン材によれば、コルゲートフィン
の形状を若干変化させることにより、ろう付は前後のフ
ィンの座屈がなく、熱交換性能が優れ、かつ構造強度の
十分な熱交換器の製造が可能となり、フィンの薄肉化に
際して放熱面積の減少による熱交換性能のダウンをある
程度補うことができる顕著な効果を奏するものである。
の形状を若干変化させることにより、ろう付は前後のフ
ィンの座屈がなく、熱交換性能が優れ、かつ構造強度の
十分な熱交換器の製造が可能となり、フィンの薄肉化に
際して放熱面積の減少による熱交換性能のダウンをある
程度補うことができる顕著な効果を奏するものである。
第１図はサグテストの一例を示す側面図、第２図は自動
車用ラジェーターの一例を示す斜視図、第３図は自動車
用エバポレーターの一例を示す要部斜視図である。 １、フィン ２、治具 ３、偏平チューブ ４、ヘッダー ５、バッキング ６、タンク ７．７’、冷媒通路 ８゜ ８′ チューブ構成シート
車用ラジェーターの一例を示す斜視図、第３図は自動車
用エバポレーターの一例を示す要部斜視図である。 １、フィン ２、治具 ３、偏平チューブ ４、ヘッダー ５、バッキング ６、タンク ７．７’、冷媒通路 ８゜ ８′ チューブ構成シート
Claims (4)
- （１） Ｓｉ０．３〜１．０ｗｔ％，Ｆｅ０．３〜３．
０ｗｔ％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなる熱
交換器用アルミニウム合金フィン材。 - （２） Ｓｉ０．３〜１．０ｗｔ％，Ｆｅ０．３〜３．
０ｗｔ％，Ｚｒ０．０１〜０．３ｗｔ％を含み、残部Ａ
ｌと不可避的不純物からなる熱交換器用アルミニウム合
金フィン材。 - （３） Ｓｉ０．３〜１．０ｗｔ％，Ｆｅ０．３〜３．
０ｗｔ％を含み、更にＺｎ０．２〜２．０ｗｔ％，Ｓｎ
０．０１〜０．１ｗｔ％，Ｉｎ０．０１〜０．１ｗｔ％
の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと
不可避的不純物からなる熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材。 - （４） Ｓｉ０．３〜１．０ｗｔ％，Ｆｅ０．３〜３．
０ｗｔ％，Ｚｒ０．０１〜０．３ｗｔ％を含み、更にＺ
ｎ０．２〜２．０ｗｔ％，Ｓｎ０．０１〜０．１ｗｔ％
，Ｉｎ０．０１〜０．１ｗｔ％の範囲内で何れか１種又
は２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなる
熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283739A JPH0678579B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ろう付加熱用アルミニウム合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283739A JPH0678579B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ろう付加熱用アルミニウム合金フィン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133540A true JPH02133540A (ja) | 1990-05-22 |
| JPH0678579B2 JPH0678579B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17669478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63283739A Expired - Lifetime JPH0678579B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ろう付加熱用アルミニウム合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678579B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5217547A (en) * | 1991-05-17 | 1993-06-08 | Furukawa Aluminum Co., Ltd. | Aluminum alloy fin material for heat exchanger |
| JPH06116668A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-04-26 | Furukawa Alum Co Ltd | アルミニウム合金高熱伝導性フィン材 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6017045A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-28 | Furukawa Alum Co Ltd | Ａｌ製熱交換器のフイン用Ａｌ合金 |
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| JPH0678579B2 (ja) | 1994-10-05 |
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